O gênero Staphylococcus está intimamente relacionado às infecções hospitalares onde existe a presença de implantes médicos, em especial os cateteres venosos centrais (CVC). Nestas infecções, a habilidade de formar biofilme é considerada um importante fator de virulência entre Staphylococcus. Biofilmes são agregados microbianos envolvidos por uma matriz polimérica extracelular que confere proteção contra a ação do sistema imunológico e ação dos antimicrobianos, dificultando assim o tratamento das infecções relacionadas a implantes médicos. Os objetivos deste estudo foram: (i) avaliar a formação de biofilme em 222 isolados de Staphylococcus spp. de CVC através de dois métodos fenotípicos [ágar Congo Red (ACR) e microplacas com cristal violeta] e estabelecer possíveis marcadores genéticos de formação de biofilme, através da pesquisa dos genes icaA, icaD, aap e atlE, (ii) estabelecer um teste de suscetibilidade através da técnica de microdiluição em caldo para avaliar a concentração inibitória mínima de vancomicina necessária para erradicar o biofilme formado (CMEB), e comparar estes valores com os resultados obtidos através da técnica de concentração inibitória mínima (CIM) em crescimento planctônico.Das 222 amostras analisadas, encontramos 64,5% (143/222) de isolados formadores de biofilme. A detecção de biofilme em S. epidermidis foi de 64,5% e 54% pelos métodos de microplaca e ACR respectivamente, utilizando microplacas com cristal violeta como padrão ouro. Encontramos os genes icaA e icaD na grande maioria (92% - 132/143) dos isolados produtores, o que confirma a importância destes genes na formação de biofilme. Em um total de 37 S. aureus a produção de biofilme ocorreu em 81,1% (30/37) dos isolados, sendo que entre os MRSA a taxa foi de 88,9% e entre os MSSA de 78,6%. Os genes icaA e icaD estavam presentes em 25/30 das amostras formadoras de biofilme. Nos demais Staphylococcus spp. coagulase negativos não epidermidis foi observada uma taxa de produção de biofilme de 35,6% (6/19). Os isolados formadores de biofilme foram classificados em três categorias: forte, moderado e fraco. Entre os isolados forte e moderadamente produtores de biofilme foram observados uma maior razão CMEB / CIM (> 32) frente à vancomicina. Entre isolados biofilme negativos, não encontramos diferenças nos valores de CMEB e CIM. Embora a forma de crescimento em biofilme no processo infeccioso já tenha sido bem comprovada, os laboratórios de microbiologia clínica realizam testes de suscetibilidade em isolados na forma xii planctônica. Desta forma, os resultados obtidos neste estudo, indicam que a CIM pode não ser o parâmetro mais adequado para guiar a terapêutica. Sendo assim, é extremamente importante avaliar a suscetibilidade à vancomicina, em casos de infecções relacionadas à CVC, na forma de biofilme bacteriano (CMEB). / Staphylococcus is closely related to hospital infections, where the presence of medical implants exists, here represented by central venous catheter (CVC). In these infections, the ability to form biofilm is considered an important virulence factor among Staphylococcus. Biofilms are structured communities of microbial species involved by an extracellular polymeric matrix, which protects against the immunologic system and antimicrobial actions, making it harder to treat those infections related to medical implants. The goals of this study were: (i) to evaluate the biofilm formation in 222 isolates of Staphylococcus spp. of CVC through both phenotypic methods [agar Congo Red (ACR) and microtiter plates] and establish possible genetic markers of biofilm formation, through the research of the icaA, icaD, aap and atlE genes, by PCR, (ii) establish susceptibility in biofilm, through of the microdilution test to evaluate the minimal inhibitory concentration of vancomycin to eradicate the biofilm formed - Minimal Biofilm Eradication Concentration (MBEC) and to compare these results with the values found to the Minimal Inhibitory Concentration (MIC) in growth planctonic. From the 222 analyzed samples, we found 64.5% (143/222) of isolates biofilm producers. The detection of the biofilm formation in the S. epidermidis was 64.5% and 54% by the microtiter plate and ACR methods, respectively, using microtiter plates as gold standard. We found icaA and icaD genes in most (92%) of the biofilm producing isolates, which confirms that those genes are essential for this kind of formation. In a total of 37 S. aureus, the biofilm production was observed in 81.1% (30/37) of the isolates. Concerning the MRSA we found 88.9% and among MSSA were observed 78.6% of biofilm-producing. The icaA and icaD genes were present in 25/30 of the samples biofilm producers. On the other Staphylococcus spp. coagulase negatives non-epidermidis, it was observed a number of 35.6% (6/19). The biofilm producing isolates were classified in three categories: strong, moderate and weak. Among the strong and moderate biofilm producing isolates, we could observe a higher ratio MBEC/MIC (>32) in relation to the vancomycin. Among negative biofilm isolates we found matching values for MBEC and MIC. Although the form of growth in biofilm among the infection process has already been well proven, the clinical microbiology laboratories perform susceptibility testing on isolates in the xiv planktonic form. Thus, the results of this study indicate that the MIC cannot be the most appropriate parameter to guide therapy. It is therefore extremely important to evaluate the susceptibility to vancomycin in cases of infection related to CVC, in the form of bacterial biofilms (MBEC).

Submitted by Celso Magalhaes (celsomagalhaes@ufrrj.br) on 2017-10-03T16:25:38Z No. of bitstreams: 1 2016 - Viviane Figueira Marques.pdf: 1883187 bytes, checksum: 9996d5ea41ecd4f93424c808c4d82ba6 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-03T16:25:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016 - Viviane Figueira Marques.pdf: 1883187 bytes, checksum: 9996d5ea41ecd4f93424c808c4d82ba6 (MD5) Previous issue date: 2016-03-02 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / Staphylococcus spp. plays an important role in the etiology of bovine mastitis. Staphylococcus aureus is considered the most relevant specie due to the production of virulence factors such as ?slime?, which is required for biofilm formation. This study aimed to detect the phenotypic expression of the biofilm formation in 20 S. aureus isolates from bovine mastitis, to detect and quantify the expression of genes involved in its production and regulation, as well as to detect the phenogenotypic resistance to beta-lactam in order to evaluate the possible relation between biofilm production and antimicrobial resistance. The isolates were characterized by MALDI-TOF and phenogenotypic identification assays. Also they were submitted to the phenotypic tests to evaluate biofilm production and the susceptibility to beta-lactams. Minimum Inhibitory Concentration (MIC), Minimum Bactericidal Concentration (MBC) and Minimum Inhibitory Concentration in the Biofilm (MICB) were determined to three isolates presenting distinct biofilm production. Futherly, a PCR for the detection of ?slime? production genes (icaA and icaD), Bap protein (bap), beta-lactamase (blaZ) and protein altered penicillin-binding (mecA). Also, the Agr system was typified (agr I, agr II, agr III and agr IV) and its regulator (agr RNAIII) was detected. Scanning Electron Microscopy (SEM) was performed to determine the most suitable time interval for biofilm analysis. Real-time PCR (qPCR) was performed at the chosen times to quantify the expression of icaA, icaD and hld genes in the three studied isolates. All 20 isolates were biofilm producers and most presented icaA and icaD genes. Only one isolate presented the bap gene. The agr gene type II presented a prevalence of 70%. The SEM showed gradual changes in bacterial arrangement during the biofilm formation along the phases of the growth curve. The peak was reached at the stationary phase. Transcriptional analysis revealed increased expression of ica genes at 8 h of growth and of hld at 24 h. However, for the N-365 strain the ica expression was of low yield. For this study, the penicillin resistance was related to the production of beta-lactamase otherwise the high MBC detected for cefoxitin may be associated to biofilm protection, evidentiated by the fact that the isolates have MICB values higher than MICs tested for planktonic cells / Staphylococcus spp. tem papel importante na etiologia da mastite bovina. Staphylococcus aureus ? considerada a esp?cie mais relevante devido ? produ??o de fatores de virul?ncia, tais como ?slime?, o que favorece a forma??o do biofilme. O presente trabalho teve por objetivo detectar a express?o fenot?pica da forma??o de biofilme em 20 isolados de S. aureus oriundos de mastite bovina, detectar e quantificar a express?o dos genes envolvidos na sua produ??o e regula??o, al?m de detectar a resist?ncia fenogenot?pica aos beta-lact?micos para avalia??o da poss?vel rela??o da produ??o de biofilme com a resist?ncia antimicrobiana. Os isolados foram caracterizados atrav?s de testes fenogenot?picos e MALDI-TOF, submetidos ?s provas fenot?picas de detec??o da forma??o de biofilme e avalia??o da suscetibilidade aos beta-lact?micos. A Concentra??o Inibit?ria M?nima (CIM), Concentra??o Bactericida M?nima (CBM) e a Concentra??o Inibit?ria M?nima no Biofilme (CIMB) foram determinadas para tr?s isolados selecionados com base na varia??o da intensidade da produ??o de biofilme. Posteriormente, todos os isolados foram submetidos ? t?cnica de PCR para detec??o dos genes de produ??o de ?slime? (icaA e icaD), prote?na Bap (bap), beta-lactamase (blaZ) e prote?na ligante de penicilina alterada (mecA). Al?m de detec??o do sistema regulador Agr (agr RNAIII) e da tipifica??o do sistema Agr (agr I, agr II, agr III e agr IV). Foi realizada Microscopia Eletr?nica de Varredura (MEV) para determinar o intervalo de tempo mais adequado para a an?lise do biofilme. A PCR em tempo real (qPCR) foi realizada nos tempos selecionados para quantificar a express?o dos genes icaA, icaD e hld em tr?s isolados com produ??o variada de biofilme. Todos os isolados foram produtores de biofilme e a maioria apresentou os genes icaA e icaD. Apenas um isolado apresentou o gene bap. O gene agr tipo II mostrou preval?ncia de 70%. A MEV mostrou mudan?as graduais no arranjo bacteriano durante a forma??o de biofilme ao longo das fases da curva de crescimento que atingiu seu pico de forma??o na fase estacion?ria. A an?lise transcricional evidenciou maior express?o dos genes ica no tempo de 8 h de crescimento e hld em 24 h. Contudo, a cepa N-365 mostrou baixa produ??o dos genes ica. Para este estudo, a resist?ncia ? penicilina foi relacionada com a produ??o de beta-lactamase, enquanto a elevada CBM detectada para cefoxitina pode estar associada ? prote??o que o biofilme oferece, epis?dio evidenciado pelo fato dos isolados apresentarem valores de CIMB superiores aos CIMs testados para as c?lulas planct?nicas.

O gênero Staphylococcus está intimamente relacionado às infecções hospitalares onde existe a presença de implantes médicos, em especial os cateteres venosos centrais (CVC). Nestas infecções, a habilidade de formar biofilme é considerada um importante fator de virulência entre Staphylococcus. Biofilmes são agregados microbianos envolvidos por uma matriz polimérica extracelular que confere proteção contra a ação do sistema imunológico e ação dos antimicrobianos, dificultando assim o tratamento das infecções relacionadas a implantes médicos. Os objetivos deste estudo foram: (i) avaliar a formação de biofilme em 222 isolados de Staphylococcus spp. de CVC através de dois métodos fenotípicos [ágar Congo Red (ACR) e microplacas com cristal violeta] e estabelecer possíveis marcadores genéticos de formação de biofilme, através da pesquisa dos genes icaA, icaD, aap e atlE, (ii) estabelecer um teste de suscetibilidade através da técnica de microdiluição em caldo para avaliar a concentração inibitória mínima de vancomicina necessária para erradicar o biofilme formado (CMEB), e comparar estes valores com os resultados obtidos através da técnica de concentração inibitória mínima (CIM) em crescimento planctônico.Das 222 amostras analisadas, encontramos 64,5% (143/222) de isolados formadores de biofilme. A detecção de biofilme em S. epidermidis foi de 64,5% e 54% pelos métodos de microplaca e ACR respectivamente, utilizando microplacas com cristal violeta como padrão ouro. Encontramos os genes icaA e icaD na grande maioria (92% - 132/143) dos isolados produtores, o que confirma a importância destes genes na formação de biofilme. Em um total de 37 S. aureus a produção de biofilme ocorreu em 81,1% (30/37) dos isolados, sendo que entre os MRSA a taxa foi de 88,9% e entre os MSSA de 78,6%. Os genes icaA e icaD estavam presentes em 25/30 das amostras formadoras de biofilme. Nos demais Staphylococcus spp. coagulase negativos não epidermidis foi observada uma taxa de produção de biofilme de 35,6% (6/19). Os isolados formadores de biofilme foram classificados em três categorias: forte, moderado e fraco. Entre os isolados forte e moderadamente produtores de biofilme foram observados uma maior razão CMEB / CIM (> 32) frente à vancomicina. Entre isolados biofilme negativos, não encontramos diferenças nos valores de CMEB e CIM. Embora a forma de crescimento em biofilme no processo infeccioso já tenha sido bem comprovada, os laboratórios de microbiologia clínica realizam testes de suscetibilidade em isolados na forma xii planctônica. Desta forma, os resultados obtidos neste estudo, indicam que a CIM pode não ser o parâmetro mais adequado para guiar a terapêutica. Sendo assim, é extremamente importante avaliar a suscetibilidade à vancomicina, em casos de infecções relacionadas à CVC, na forma de biofilme bacteriano (CMEB). / Staphylococcus is closely related to hospital infections, where the presence of medical implants exists, here represented by central venous catheter (CVC). In these infections, the ability to form biofilm is considered an important virulence factor among Staphylococcus. Biofilms are structured communities of microbial species involved by an extracellular polymeric matrix, which protects against the immunologic system and antimicrobial actions, making it harder to treat those infections related to medical implants. The goals of this study were: (i) to evaluate the biofilm formation in 222 isolates of Staphylococcus spp. of CVC through both phenotypic methods [agar Congo Red (ACR) and microtiter plates] and establish possible genetic markers of biofilm formation, through the research of the icaA, icaD, aap and atlE genes, by PCR, (ii) establish susceptibility in biofilm, through of the microdilution test to evaluate the minimal inhibitory concentration of vancomycin to eradicate the biofilm formed - Minimal Biofilm Eradication Concentration (MBEC) and to compare these results with the values found to the Minimal Inhibitory Concentration (MIC) in growth planctonic. From the 222 analyzed samples, we found 64.5% (143/222) of isolates biofilm producers. The detection of the biofilm formation in the S. epidermidis was 64.5% and 54% by the microtiter plate and ACR methods, respectively, using microtiter plates as gold standard. We found icaA and icaD genes in most (92%) of the biofilm producing isolates, which confirms that those genes are essential for this kind of formation. In a total of 37 S. aureus, the biofilm production was observed in 81.1% (30/37) of the isolates. Concerning the MRSA we found 88.9% and among MSSA were observed 78.6% of biofilm-producing. The icaA and icaD genes were present in 25/30 of the samples biofilm producers. On the other Staphylococcus spp. coagulase negatives non-epidermidis, it was observed a number of 35.6% (6/19). The biofilm producing isolates were classified in three categories: strong, moderate and weak. Among the strong and moderate biofilm producing isolates, we could observe a higher ratio MBEC/MIC (>32) in relation to the vancomycin. Among negative biofilm isolates we found matching values for MBEC and MIC. Although the form of growth in biofilm among the infection process has already been well proven, the clinical microbiology laboratories perform susceptibility testing on isolates in the xiv planktonic form. Thus, the results of this study indicate that the MIC cannot be the most appropriate parameter to guide therapy. It is therefore extremely important to evaluate the susceptibility to vancomycin in cases of infection related to CVC, in the form of bacterial biofilms (MBEC).

O gênero Staphylococcus está intimamente relacionado às infecções hospitalares onde existe a presença de implantes médicos, em especial os cateteres venosos centrais (CVC). Nestas infecções, a habilidade de formar biofilme é considerada um importante fator de virulência entre Staphylococcus. Biofilmes são agregados microbianos envolvidos por uma matriz polimérica extracelular que confere proteção contra a ação do sistema imunológico e ação dos antimicrobianos, dificultando assim o tratamento das infecções relacionadas a implantes médicos. Os objetivos deste estudo foram: (i) avaliar a formação de biofilme em 222 isolados de Staphylococcus spp. de CVC através de dois métodos fenotípicos [ágar Congo Red (ACR) e microplacas com cristal violeta] e estabelecer possíveis marcadores genéticos de formação de biofilme, através da pesquisa dos genes icaA, icaD, aap e atlE, (ii) estabelecer um teste de suscetibilidade através da técnica de microdiluição em caldo para avaliar a concentração inibitória mínima de vancomicina necessária para erradicar o biofilme formado (CMEB), e comparar estes valores com os resultados obtidos através da técnica de concentração inibitória mínima (CIM) em crescimento planctônico.Das 222 amostras analisadas, encontramos 64,5% (143/222) de isolados formadores de biofilme. A detecção de biofilme em S. epidermidis foi de 64,5% e 54% pelos métodos de microplaca e ACR respectivamente, utilizando microplacas com cristal violeta como padrão ouro. Encontramos os genes icaA e icaD na grande maioria (92% - 132/143) dos isolados produtores, o que confirma a importância destes genes na formação de biofilme. Em um total de 37 S. aureus a produção de biofilme ocorreu em 81,1% (30/37) dos isolados, sendo que entre os MRSA a taxa foi de 88,9% e entre os MSSA de 78,6%. Os genes icaA e icaD estavam presentes em 25/30 das amostras formadoras de biofilme. Nos demais Staphylococcus spp. coagulase negativos não epidermidis foi observada uma taxa de produção de biofilme de 35,6% (6/19). Os isolados formadores de biofilme foram classificados em três categorias: forte, moderado e fraco. Entre os isolados forte e moderadamente produtores de biofilme foram observados uma maior razão CMEB / CIM (> 32) frente à vancomicina. Entre isolados biofilme negativos, não encontramos diferenças nos valores de CMEB e CIM. Embora a forma de crescimento em biofilme no processo infeccioso já tenha sido bem comprovada, os laboratórios de microbiologia clínica realizam testes de suscetibilidade em isolados na forma xii planctônica. Desta forma, os resultados obtidos neste estudo, indicam que a CIM pode não ser o parâmetro mais adequado para guiar a terapêutica. Sendo assim, é extremamente importante avaliar a suscetibilidade à vancomicina, em casos de infecções relacionadas à CVC, na forma de biofilme bacteriano (CMEB). / Staphylococcus is closely related to hospital infections, where the presence of medical implants exists, here represented by central venous catheter (CVC). In these infections, the ability to form biofilm is considered an important virulence factor among Staphylococcus. Biofilms are structured communities of microbial species involved by an extracellular polymeric matrix, which protects against the immunologic system and antimicrobial actions, making it harder to treat those infections related to medical implants. The goals of this study were: (i) to evaluate the biofilm formation in 222 isolates of Staphylococcus spp. of CVC through both phenotypic methods [agar Congo Red (ACR) and microtiter plates] and establish possible genetic markers of biofilm formation, through the research of the icaA, icaD, aap and atlE genes, by PCR, (ii) establish susceptibility in biofilm, through of the microdilution test to evaluate the minimal inhibitory concentration of vancomycin to eradicate the biofilm formed - Minimal Biofilm Eradication Concentration (MBEC) and to compare these results with the values found to the Minimal Inhibitory Concentration (MIC) in growth planctonic. From the 222 analyzed samples, we found 64.5% (143/222) of isolates biofilm producers. The detection of the biofilm formation in the S. epidermidis was 64.5% and 54% by the microtiter plate and ACR methods, respectively, using microtiter plates as gold standard. We found icaA and icaD genes in most (92%) of the biofilm producing isolates, which confirms that those genes are essential for this kind of formation. In a total of 37 S. aureus, the biofilm production was observed in 81.1% (30/37) of the isolates. Concerning the MRSA we found 88.9% and among MSSA were observed 78.6% of biofilm-producing. The icaA and icaD genes were present in 25/30 of the samples biofilm producers. On the other Staphylococcus spp. coagulase negatives non-epidermidis, it was observed a number of 35.6% (6/19). The biofilm producing isolates were classified in three categories: strong, moderate and weak. Among the strong and moderate biofilm producing isolates, we could observe a higher ratio MBEC/MIC (>32) in relation to the vancomycin. Among negative biofilm isolates we found matching values for MBEC and MIC. Although the form of growth in biofilm among the infection process has already been well proven, the clinical microbiology laboratories perform susceptibility testing on isolates in the xiv planktonic form. Thus, the results of this study indicate that the MIC cannot be the most appropriate parameter to guide therapy. It is therefore extremely important to evaluate the susceptibility to vancomycin in cases of infection related to CVC, in the form of bacterial biofilms (MBEC).